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la cuevadel empollón
QuímicaBalearesPAU 2021Ordinaria

Química · Baleares 2021

10 ejercicios

Instrucciones

El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta hasta un máximo de 5 preguntas de entre todas las propuestas en las opciones A y B del examen. Puedes usar la calculadora. La puntuación máxima de cada pregunta está indicada al inicio de la pregunta. La nota del examen corresponde a la suma de las puntuaciones de cada una de las preguntas.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
El dióxido de nitrógeno (NOX2\ce{NO2}), además de ser un gas corrosivo para la piel y el tracto respiratorio, es un gas contaminante, que se forma en las reacciones de combustión a alta temperatura y elevadas presiones. El dióxido de nitrógeno (NOX2\ce{NO2}) puede reaccionar con el ozono presente en la atmósfera según la reacción química ajustada siguiente:2 NOX2(g)+OX3(g)⇌NX2OX5(g)+OX2(g)\ce{2NO2(g) + O3(g) <=> N2O5(g) + O2(g)}Varios estudios experimentales han concluido que, a una determinada temperatura, esta reacción sigue una cinética de primer orden respecto del dióxido de nitrógeno y también de primer orden respecto del ozono.
Tráfico de vehículos emitiendo gases de combustión.
a
Responde a las siguientes cuestiones:
a.1
Escribe la ecuación de velocidad de la reacción.
a.2
Además del dióxido de nitrógeno, nombra dos sustancias tóxicas producidas por los motores de combustión interna.
b
Nombra las sustancias siguientes: HX2NCHX2CHX2OH\ce{H2NCH2CH2OH} y NaX2COX3\ce{Na2CO3}.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
El fenol (CX6HX5OH\ce{C6H5OH}) es un ácido monoprótico muy débil. Una disolución acuosa 0,75 M0{,}75\,\text{M} de este compuesto presenta un pH=5,0\text{pH} = 5{,}0. Calcula:
a
El grado de disociación de la disolución de CX6HX5OH\ce{C6H5OH} 0,75 M0{,}75\,\text{M}.
b
El valor de la constante de acidez (KaK_a) del fenol.
c
Dentro de un recipiente vacío, se mezclan 100 mL100\,\text{mL} de la disolución de fenol 0,75 M0{,}75\,\text{M} con 100 mL100\,\text{mL} de una disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,75 M0{,}75\,\text{M}. Considerando que los volúmenes son aditivos, ¿se puede afirmar que el pH de la mezcla resultante será neutro? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
La reacción química siguiente, que tiene lugar en medio ácido, corresponde a un proceso redox:KI(aq)+KNOX2(aq)+HX2SOX4(aq)→IX2(aq)+NO(g)+HX2O(l)+KX2SOX4(aq)\ce{KI(aq) + KNO2(aq) + H2SO4(aq) -> I2(aq) + NO(g) + H2O(l) + K2SO4(aq)}
a
Ajusta la reacción iónica y molecular por el método del ion-electrón.
b
Calcula el volumen de NO(g)\ce{NO(g)} que se genera cuando, en un medio ácido, reaccionan 22 moles de KI(aq)\ce{KI(aq)} con un exceso de KNOX2(aq)\ce{KNO2(aq)}, medido a 1 atm1\,\text{atm} y 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
La formación de amoníaco, en el proceso de Haber, tiene lugar a través del equilibrio químico siguiente:NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)ΔH=−92 kJ/mol\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)} \quad \Delta H = -92\,\text{kJ/mol}Kc=8,2 L2⋅mol−2 (a 300 ∘C)K_c = 8{,}2\,\text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \text{ (a } 300\,^{\circ}\text{C)}
a
Si inicialmente se introducen 1 mol1\,\text{mol} de NX2(g)\ce{N2(g)}, 2 moles2\,\text{moles} de HX2(g)\ce{H2(g)} y 3 moles3\,\text{moles} de NHX3(g)\ce{NH3(g)} en un recipiente cerrado y vacío de 2 L2\,\text{L}, a 300 ∘C300\,^{\circ}\text{C}, ¿se puede afirmar que el sistema se desplazará hacia la formación de amoníaco? Razona la respuesta.
b
Indica si este proceso es espontáneo a cualquier temperatura.
c
¿Cómo modificarías la presión para aumentar la formación de NHX3(g)\ce{NH3(g)} en el proceso de Haber?
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Considera las moléculas siguientes: CHX3CHX2NHX2\ce{CH3CH2NH2}, CHClX3\ce{CHCl3} y ClX2O\ce{Cl2O}.
a
Escribe la estructura de Lewis de la molécula ClX2O\ce{Cl2O}.
b
Justifica la polaridad de las moléculas CHClX3\ce{CHCl3} y ClX2O\ce{Cl2O}.
c
Indica, de forma razonada, si la molécula CHX3CHX2NHX2\ce{CH3CH2NH2} puede formar enlaces de hidrógeno con el agua.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Indica, de manera razonada, si son ciertas las afirmaciones siguientes:
a
El radio atómico del anión FX−\ce{F-} es más pequeño que el del elemento neutro F\ce{F}.
b
El átomo de S\ce{S} tiene una mayor afinidad electrónica que el átomo de Cl\ce{Cl}.
c
Los orbitales 2d2d no pueden existir.
d
Las especies siguientes son isoelectrónicas: KX+\ce{K+}, Ar\ce{Ar} y CaX2+\ce{Ca^{2+}}.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
La disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl\ce{HCl}) da como resultado un ácido fuerte, el ácido clorhídrico, el cual se disocia totalmente. Este compuesto es utilizado en numerosos procesos químicos.
a
¿Cuál es el pH de 100 mL100\,\text{mL} de una disolución acuosa de HCl\ce{HCl} 0,2 M0{,}2\,\text{M}?
b
Dentro de un matraz aforado vacío de 500 mL500\,\text{mL} de capacidad, ponemos los 100 mL100\,\text{mL} de la disolución anterior de HCl\ce{HCl} y lo enrasamos con agua destilada hasta obtener un volumen final de 500 mL500\,\text{mL}. ¿Cuál será el pH de la nueva disolución?
c
Describe el procedimiento que hay que seguir para preparar 100 mL100\,\text{mL} de una disolución de HCl\ce{HCl} 0,05 M0{,}05\,\text{M} a partir de la disolución del apartado a). Haz los cálculos numéricos necesarios.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Se construye una pila galvánica formada por un electrodo de Ag\ce{Ag} sumergido en una disolución de AgNOX3\ce{AgNO3}, un electrodo de Zn\ce{Zn} sumergido en una disolución de ZnSOX4\ce{ZnSO4}, un puente salino y un voltímetro.
Datos
  • E0(AgX+/Ag)=+0,799 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}799\,\text{V}
  • E0(ZnX2+/Zn)=−0,763 VE^0(\ce{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}763\,\text{V}
a
Escribe las reacciones que tendrán lugar en el ánodo y en el cátodo de la pila.
b
Calcula el potencial de la pila.
c
Explica cuál es la función del puente salino en la pila galvánica.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Para la obtención del ácido sulfúrico (HX2SOX4\ce{H2SO4}), una de las etapas importantes es la oxidación del dióxido de azufre (SOX2\ce{SO2}) para dar trióxido de azufre (SOX3\ce{SO3}), mediante la reacción química ajustada siguiente:2 SOX2(g)+OX2(g)⇌2 SOX3(g)ΔH<0\ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)} \quad \Delta H < 0Indica, de manera razonada, si las siguientes afirmaciones relacionadas con este proceso químico son verdaderas:
a
Si aumentamos la temperatura de reacción desde 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C} a 500 ∘C500\,^{\circ}\text{C}, la producción de SOX3(g)\ce{SO3(g)} también aumentará.
b
Si añadimos una cierta cantidad de OX2(g)\ce{O2(g)} al sistema, el equilibrio se desplazará hacia la formación de SOX3(g)\ce{SO3(g)}.
c
El uso de un catalizador rebajará la energía de activación tanto de la reacción directa como de la reacción inversa.
d
Si reducimos a la mitad el volumen del recipiente donde la reacción tiene lugar, el equilibrio químico se desplazará hacia la formación de SOX3(g)\ce{SO3(g)}.
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Las soluciones acuosas de nitrato de plata, AgNOX3\ce{AgNO3}, se utilizan para detectar la presencia de iones cloruro en soluciones problema, debido a la precipitación de cloruro de plata, AgCl\ce{AgCl}, que es de color blanco.
a
Tenemos una solución problema que contiene iones cloruro (3,0⋅10−7 M3{,}0 \cdot 10^{-7}\,\text{M}). Indica razonadamente si precipitará AgCl\ce{AgCl} cuando se mezclen 20 mL20\,\text{mL} de la solución problema de iones cloruro con 10 mL10\,\text{mL} de una solución 9,0⋅10−4 M9{,}0 \cdot 10^{-4}\,\text{M} de nitrato de plata, a 298 K298\,\text{K}.
Datos
  • a 298 K298\,\text{K}, el valor del producto de solubilidad (KpsK_{ps}) del cloruro de plata es 2,8⋅10−102{,}8 \cdot 10^{-10}
  • Los volúmenes de las soluciones acuosas se pueden considerar aditivos
b
En la botella de nitrato de plata podemos encontrar los pictogramas de seguridad siguientes. ¿Cuál es el significado de cada uno de estos dos pictogramas?
Pictograma de seguridad (1): Sustancia corrosiva.
Pictograma de seguridad (2): Peligro para el medio ambiente.
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